talk - Bioinformatics Leipzig

2 downloads 4 Views 978KB Size Report
Gene Tree vs Species Tree. Godmann et. al. 1979. Page 5. Mapping GT onto ST. Guigó et al. 1996. Page 6. Reconciliation Tree. Page 7. Evolutionary history of ...

Phylogenetics + Phylogenomics =  Cophylogen_what? (part II) Maribel HernandezRosales Group of Bioinformatics University of Leipzig Vysoka '09

On the Reconstruction of  the Evolutionary History  of Gene Families

Phylogenetics    The study of the evolution  of various groups of  related organisms

Gene Tree vs Species Tree

Godmann et. al. 1979

Mapping GT onto ST

Guigó et al. 1996

Reconciliation Tree

Evolutionary history of Gene  Families A group of genes that are related by sequence or function  similarity A set of genes originated by duplications from some ancestral  gene

Our Reconstruction Algorithm:  the data

A

b1 a1

a2

C

B

a3

b2

c1

c2

c3

c4

st

1  step : Lowest Common Ancestor a1 a2 a3

a1 a2

c2 a3 A

b1 a1

C

B

a2

a3

b2

c1

c2

c3

c4

st

1  step : Lowest Common Ancestor a1 a2 a3

Gene Duplication: c1 → c2

a1 a2 a3

Gene Loss: b3 c2

A

b1 a1

C

B

a2

a3

b2

c1

c2

c3

c4

Our Reconstruction Algorithm:  the data

A

b1 a1

a2

C

B

a3

b2

c1

c2

c3

c4

st

1  step : Lowest Common Ancestor a1 a2 a3

a1 a2

c2 a3

C

A

b1 a1

a2

a3

b2

c1

c2

c3

c4

nd

 2  step : Duplications and Losses a1 a2 a3 a1 a2 a3

Gene Duplication

c2 B

A

b1 a1

C

a2

a3

b2

c1

c2

c3

c4

Algorithm For each gene family

Identify Multiple Gene  Duplications: cluster  Map each node of the gene  duplications and  tree onto a node in the  genome duplications species tree according to the  LCA

Correct gene trees  Infer Gene Losses and Gene  and/or matrix of  Duplications synteny when  inconsistencies

Conclusions Synteny information: paralogy and orthology can help to  improve reconstruction Allow duplication events at the leaves of the species tree More than one gene per species leads to a better clue on the  gene family evolutionary history, reduces the number of  introduced duplications and thus losses Allow imperfect data leads to correct the provided information

Acknowledgments Nic Wieseke Markus Riester Clara Bermudez Peter Stadler Martin Middendorf

SALUD!!